(57)【要約】【課題】風向変化に対応するための風見機構を必要とせず、可搬性があり、電力を蓄積可能であると共に稼働時の安全性が高い小型風力発電装置を提供することにある。【解決手段】風車を収納する筐体と、筐体の中で風を受けて自在に回転可能な風車と、風車に風を導く集風板と、風車の回転を電力に変換する発電手段とを備える風力発電ユニットが、ヒンジを介して他の風力発電ユニットと回転自在に結合され、風向きに正対して略Ｗ字型に展開設置されることにより、風向が変化しても、集風板と筐体の成す導風作用によって風車に風を導くことで発電が可能であることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風見機構が不要で、人力で運搬移動が可能な、風力を電力に変換することで発電を行う小型風力発電装置において、風車を収納する筐体と、筐体の中で風を受けて自在に回転可能な風車と、風車に風を導く集風板と、風車の回転を電力に変換する発電手段とを備える風力発電ユニットが、ヒンジを介して他の風力発電ユニットと回転自在に結合され、風力発電ユニット間、及び風力発電ユニットと集風板のヒンジ展開角度がおよそ９０度となるように、風向きに正対して略Ｗ字型に展開設置されることを特徴とする小型風力発電装置。
【請求項２】
二次電池を前記風力発電ユニットに備えることを特徴とする請求項１記載の小型風力発電装置。
【請求項３】
複数の風力発電ユニットを、ヒンジを介して上下位置でも連結可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の小型風力発電装置。
【請求項４】
電圧を昇圧又は降圧するための変圧手段を、風力発電ユニット内に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３記載の小型風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風見機構を必要とせず風向の変化に対応可能で、可搬性があり、電力を蓄積可能であると共に稼働時の安全性が高い小型風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、風力を電力に変換し電力を得るための風力発電装置としては、風車の羽が大きい地上固定設置型のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第3054811号公報。この風力発電装置の一例として、翼とハブを有する風車と、これらを地上に固定支持する支柱とを備えているものがある。増速機の出力軸は、発電機のロータに取り付けられている。また、発電機のコイルは増速機の本体に固定されている。翼に風を受けることにより風車が回転し、 この回転が動力軸を介して増速機に伝えられる。増速機 では、動力軸の回転をさらに増速させて発電機のロータ を回転させる。ロータが回転することにより、発電機の コイルに電力が誘起され発電が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記風力発電装置では、風向きの変化に追随して常に風に正対するための風見機構が複雑で故障しやすく、ジャイロ効果によるベアリングの摩耗で耐久性が低く、更に風車が向きを変えるときに発電効率が低下する。
【０００５】
また、風車が大きく、地上固定設置型であることから、大電力を必要とする場合には有効であるものの、震災などの避難時に持ち運んで携帯電話を使用したり、小さな電灯を点灯する程度に使用することは困難である。
【０００６】
また、風車の翼がむきだしになっていることから、高速で回転している風車に人が接触すると危険である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、風見機構が不要でありながら風向きの変化に対応することができ、耐久性を有し、運搬が容易であると共に風車回転時の安全性が高く、電力を蓄積可能で任意電圧が出力可能な小型風力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の小型風力発電装置は、風車を収納する筐体と、筐体の中で風を受けて自在に回転可能な風車と、風車に風を導く集風板と、風車の回転を電力に変換する発電手段とを備える風力発電ユニットが、ヒンジを介して他の風力発電ユニットと回転自在に結合され、風力発電ユニット間、及び風力発電ユニットと集風板のヒンジ展開角度がおよそ９０度となるように、風向きに正対して略Ｗ字型に展開設置されることにより、風向が変化しても、集風板と筐体の成す導風作用によって風車に風を導くことで発電が可能であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の小型風力発電装置は、電力を蓄積するために二次電池を風力発電ユニットに備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の小型風力発電装置は、複数の風力発電ユニットを、ヒンジを介して上下にも連結可能としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項4記載の小型風力発電装置は、電力を昇圧又は降圧するための変圧手段を、風力発電ユニット内に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、風力発電ユニットは、ヒンジによって他の風力発電ユニットと回転自在に連結されていることから、展開設置時に風向きが変化しても、集風板と筐体の成す導風作用によって風車に風を導くことで、風見機構が無くても発電力を増加させることができる。また、風車を収容する筐体を有している。このため、風車が筐体内に収まっており、風車が運搬の邪魔になることなく運搬が容易であると共に、人体が風車に接触しにくく回転時の安全性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、風力発電ユニット内に二次電池を備えていることから、あらかじめ発電して蓄積した電力を使いたいときに使用することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、風力発電ユニットを上下に連結することで発電力を増加させることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、任意の電圧の電力を得ることが可能であり、電源電圧に制限されることなく各種の電気機器を駆動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１、および実施の形態２に係る小型風力発電装置の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図２】図１のＤ−Ｄ線矢視概略断面図である。
【図３】同電気配線図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢視概略断面図である。
【図５】同電気回路図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る小型風力発電装置の収納時の斜視図、（ｂ）は一実施例を示す斜視図、（ｃ）は一実施例の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）図１は（ａ）が本発明に係る小型風力発電装置の正面図、（ｂ）がその側面図、（ｃ）がその斜視図である。図２は図１のＤ−Ｄ線矢視概略断面図、図３は同電気配線図、図４は図１のＡ−Ａ線矢視概略断面図、図５は同電気回路図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る小型風力発電装置の一実施例を示す斜視図である。
【００１９】
図１〜図６において、小型風力発電装置１は、風向変化に対応可能で、人力で運搬移動でき、風力を電力に変換することで発電を行う発電装置である。風力発電ユニット５は、縦横約４００ｍｍで厚み約６０ｍｍの直方体の筐体１０で形成された風力発電を行うためのユニットである。風力発電ユニット５の重量は、約１２００ｇである。風力発電ユニット５は、正面から背面に開口して貫通する筒体１０ａを備えている。この筒体１０ａは風の後流方向にやや広がった拡散胴となっており、この筒体１０ａは風の通路として形成されている。
【００２０】
図６（ｂ）に示すように、筐体１０の連結側面には、ヒンジ１２が設けられている。ヒンジ１２は、風力発電ユニット５を複数、機械的に回転自在に連結するためのものであり、およそ９０度展開して設置する。
【００２１】
ヒンジ１２は、本実施の形態では風力発電ユニット５の側面に取り付けられているが、上下面に増設可能であることはいうまでもない。
【００２２】
筐体１０から筒体１０ａの中心方向に向けて６本の支持腕１１が伸び、筒体１０ａの中心で連結されている。支持腕１１の中心には、風車２０が回転自在に軸支されており、筒体１０ａを通過する風によって回転させられる。後述する発電機２５から伸びる電線は、この支持腕１１に沿って、筐体１０内の空間に導かれている。
【００２３】
図６（ｂ）に示すように、筐体１０のヒンジ１２と反対側面にはヒンジ１３が設けられている。ヒンジ１３は、風力発電ユニット５と集風板１４を機械的に回転自在に連結するためのものであり、およそ９０度展開して設置する。
【００２４】
風車２０は、椀状のスピナー２８の周囲に成形された５枚の羽根２９よりなり、支持腕１１に固定された発電機２５のシャフト先端に締結されて構成される。
【００２５】
風車２０が風力を受けて発電機２５を回転させることによる発電量は、電圧約７Ｖ、電流約１００ｍＡである。尚、本実施例で示す筐体１０、羽根２９の大きさ、枚数、及び発電量は、あくまでも一例であり、本実施例で示すような携帯可能な大きさは当然であるが、人力で運搬移動可能な範囲の大きさのものであれば、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２６】
風力発電ユニット５の内部には、図２、図３及び図５に示すように、基板１８及び二次電池１７が納められている。基板１８には、発電した電気を整流するためのダイオードＤ１〜Ｄ６やコンデンサＣ１が実装されている。二次電池１７は、発電した電力を蓄えるためのものである。尚、本実施の形態では二次電池１７を備えているが、必ずしも備えている必要はない。また、風力発電ユニット５の側面に設けられた出力コネクタ１６は、電力を出力するためのコネクタであり、本実施の形態ではＵＳＢコネクタを用いているが、風力発電ユニット５の電力を出力するのに十分な電気的耐久性を有するコネクタであれば、その種類を問わない。
【００２７】
（使用方法）次に、本実施の形態における小型風力発電装置１の使用方法を説明する。１つの使用方法としては、図６（ａ）のように収納状態の風力発電装置１を携帯運搬し、例えば震災時の避難施設などに持っていき、風当たりのよい場所で、図６（ｂ）で示すように、風力発電ユニット５をヒンジ１２周りに開き、さらに集風板１４をヒンジ１３周りに開いて略Ｗ字形に展開して置く。そして、出力コネクタ１６を介して携帯電話や無線機を接続し、風力発電ユニット５で発電した電力で、それらの電気機器を動作させる。
【００２８】
図６（ｃ）で示すように、主な風向き３０Ｃに対して正対するように風力発電装置１を設置することにより、風向き３０Ｌから風向き３０Ｒまで、およそ±４５度の範囲で風向きが変わっても、発電量の低下が１５％未満であり、風向きが変化してもいちいち風力発電装置１の向きを変える必要がない。
【００２９】
本実施の形態に示す小型風力発電装置１によれば、風車２０が筐体１０の筒体１０ａ内に収まっていることから、風車２０が運搬の邪魔になることなく運搬が容易であると共に、人体が風車２０に接触しにくく回転時の安全性を向上させることができる。
【００３０】
また、容易に折り畳み可能であることから、図６（ａ）のように手提げカバン型に折り畳んでおけば、運搬が容易である。
【００３１】
また、風力発電ユニット５に二次電池１７を備えていることから、あらかじめ発電して蓄積した電力を使いたいときに使用することができる。そして、基板１８に変圧手段を備えることで、任意の電圧の電力を得ることが可能であり、電源電圧に制限されることなく各種の電気機器を駆動可能である。
【００３２】
（実施の形態２）本実施の形態の小型風力発電装置は、風力発電ユニット５を上下方向に連結することで広範囲の風を取り込んで発電量を増大することが可能となる。
【００３３】
また、上記２つの実施の形態における風力発電ユニット５には、増速機構などの発電効率を向上させる機構を付加していないが、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において増速機構などを種々追加可能であることはいうまでもない。
【００３４】
尚、実施の形態１及び実施の形態２で使用している発電した電気を蓄えるための二次電池１７は、ニッケルカドミニウム二次電池、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の蓄電池の他、電気二重層キャパシタ等のコンデンサ等の電気を充放電可能なものであればよい。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・・・・・・小型風力発電装置
５・・・・・・・・風力発電ユニット
１０・・・・・・筐体
１０ａ・・・・・・・・筒体
１１・・・・・・・・・・風車支持腕
１２・・・・・・風力発電ユニット間ヒンジ
１３・・・・・・集風板ヒンジ
１７・・・・・・二次電池
１８・・・・・・基板
２０・・・・・・風車
２５・・・・・・発電機
【図１】
2013007362.tif 000003
【図２】
2013007362.tif 000004
【図３】
2013007362.tif 000005
【図４】
2013007362.tif 000006
【図５】
2013007362.tif 000007
【図６】
2013007362.tif 000008